WO2004038068A1 - Method for removing a layer area of a component - Google Patents

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WO2004038068A1
WO2004038068A1 PCT/EP2003/009235 EP0309235W WO2004038068A1 WO 2004038068 A1 WO2004038068 A1 WO 2004038068A1 EP 0309235 W EP0309235 W EP 0309235W WO 2004038068 A1 WO2004038068 A1 WO 2004038068A1
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acid
component
bath
salt bath
treated
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Michael Ott
Ralph Reiche
Nigel-Philip Cox
Uta Maier
Ronald Zimmer
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/005—Repairing methods or devices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
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    • C23F1/44—Compositions for etching metallic material from a metallic material substrate of different composition
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/28—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with molten salts
    • C23G1/32—Heavy metals

Definitions

  • the invention relates to a method for removing a layer region of a component.
  • the possibility of increasing the efficiency and thus reducing the operating costs is to increase the inlet temperatures of a combustion gas within a gas turbine.
  • thermal barrier coatings have been developed that are applied to thermally stressed components, such as superalloys, that alone could no longer withstand the high inlet temperatures in the long run.
  • the ceramic thermal barrier coating offers the advantage of high temperature resistance due to its ceramic properties and the metallic substrate the advantage of the good mechanical properties in this composite or layer system.
  • an adhesion-promoting layer with the composition MCrAlY (main components) is applied between the substrate in the ceramic thermal barrier coating, where M means that a metal from the group consisting of nickel, chromium or iron is used.
  • composition of these MCrAlY layers can vary, however, all MCrAlY layers are subject to corrosion by oxidation, sulfite dation or other chemical and / or mechanical attacks.
  • the MCrAlY layer often degrades to a greater extent than the metallic substrate (e.g. Ni, Co based
  • the MCrAlY layer is only partially functional after a long period of use, however, the substrate can still be fully functional.
  • EP 759 098 B1 shows a method for cleaning turbine airfoils, in which potassium hydroxide is used. It is also prior art to remove corroded layers by acid stripping, as is known from US Pat. No. 5,944,909.
  • the object is achieved by a method according to claim 1, in which the component is treated in a salt bath before an acid treatment.
  • FIG. 1 shows a component
  • FIG. 2 shows a layer system
  • Figure 4 is a component treated with the inventive method.
  • FIG. 1 shows a component 1 which is to be treated with the method according to the invention.
  • the surface area 10 consists, for example, of an oxide that was formed at high temperatures. Areas not degraded can also be removed by the method according to the invention.
  • FIG. 2 shows a further component 1 that can be treated with the method according to the invention.
  • the component 1 consists of a substrate 4 (e.g. nickel, cobalt-based superalloy) and a layer 7 (e.g. MCrAlY) which is degraded and is to be removed using the method according to the invention.
  • a substrate 4 e.g. nickel, cobalt-based superalloy
  • a layer 7 e.g. MCrAlY
  • the substrate 4 can also be degraded, the degraded regions of the substrate 4 then also being removed, for example.
  • rough mechanical pre-cleaning e.g. Sandblasting or flow grinding a first removal of the layer regions 7, 10 to be removed and / or also a ceramic thermal insulation layer which is arranged above the layer 7 takes place.
  • the treatment with sandblasting and / or flow grinding can also take place between or after the individual salt and acid treatments or at the end.
  • the component 1, in particular the layer regions 7, 10 to be removed, is then treated in a liquid salt bath (melt) into which at least the regions 7, 10 of the component 1 are immersed.
  • salts is understood to mean, for example, compounds of metal (metal ion) and acid residue (acid less than a hydrogen ion), for example NaHC0 3 , Na 2 C0 3 , CaC0 3 .. and / or base residue.
  • the salt bath consists, for example, of sodium hydroxide (NaOH) or potassium hydroxide (KOH) (e.g. a molten bath, i.e. liquid at temperatures higher than room temperature). Both salts can also be used together and then in particular have a mixing ratio of 50 to 50 percent by volume. Further salt baths are conceivable.
  • NaOH sodium hydroxide
  • KOH potassium hydroxide
  • sodium oxide (Na0 2 ) above salts can also be added, for example, as an oxygen supplier, which increases the chemical attack on the areas to be removed.
  • oxygen suppliers are conceivable, such as an oxygen supply, oxides or metal oxides.
  • Treatments of component 1 in different salt baths can also be carried out in succession.
  • washing and / or drying takes place.
  • the temperature differences between the salt bath and the washing medium are used for a thermal shock, which mechanically weakens the layer area to be removed due to crack formation.
  • an acid treatment is carried out in an at least first acid bath, which consists of an acid or an acid mixture.
  • an acid treatment is carried out, for example, with nitric acid HN0 3 and / or phosphoric acid H 3 P0 4 .
  • Other acids eg sulfuric acid, sulfurous, sapletous acid, carbonic acid, hydrofluoric acid, ...) and / or acid mixtures are conceivable and are tailored to the respective salt bath.
  • treatment with hydrochloric acid HC1 as a second acid bath is carried out at least once.
  • the individual treatment steps in which the component comes into contact with the salt bath or the various acids, as well as the washing and drying, can each be repeated several times.
  • FIG. 3 shows a device 22 with which the method according to the invention can be carried out.
  • the device 22 consists of a container 19 in which a liquid salt or salt mixture or an acid is present.
  • the component 1 is immersed in this liquid.
  • the method can be shortened or improved if an ultrasound probe 16 is present in the bath 13 and is operated.
  • FIG. 4 shows a component 1 which has been treated by the method according to the invention. Component 1 no longer has any corroded areas. Exemplary treatment sequences are listed below:
  • Flow grinding (see also DE 199 02 422A1) is particularly suitable for components 1, in particular for blades of turbines, with interior spaces in which degraded areas are present in the interior.
  • outside areas are preferably sandblasted, using, for example, corundum.
  • the maximum blasting pressure and the particle size of the blasting material must be set so as not to damage the substrate.
  • a salt from Degussa which is marketed under the trade name DUFERRIT RS DGS, is preferably used for the salt bath.
  • Oxides of the component that are exposed to the salt bath are transformed into more oxide-rich compounds that are more acid-soluble.
  • the coefficients of expansion of oxides and metals are generally differently. Moving the components 1 from a warm salt bath into a quenching water bath causes a thermal shock, which creates cracks in the area (7, 11) to be removed and weakens it mechanically, for example by increasing the attack surfaces for salt and / or acid. This thermal shock is used as an additional effect when cleaning.
  • Diammonium EDTA is used as the complexing agent.
  • the complexing agent can bind metals, thereby removing them.
  • the treatment with the complexing agent can take place between, before or after the individual salt and acid treatments.
  • an ultrasound probe 16 can also be used in the bath 13 with the complexing agent in order to accelerate the process.

Abstract

Prior art methods for removing a layer area of a component (stripping) lead to poor results since a removal, for example, ensues in a nonuniform manner. In addition, these prior art methods are time intensive. An inventive method for removing a layer area of a component consists of firstly treating the layer areas to be removed with a salt solution and then with acid, whereby in an intermediate or final step, the component is treated with a complexing agent.

Description

Verfahren zum Entfernen eines Schichtbereichs eines BauteilsMethod for removing a layer area of a component
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung eines Schichtbereichs eines Bauteils.The invention relates to a method for removing a layer region of a component.
In heutigen modernen Energieerzeugungsanlagen, wie z. B. Gasturbinenanlagen, spielt der Wirkungsgrad eine wichtige Rolle, weil dadurch die Kosten für den Betrieb der Gasturbinenanlagen reduziert werden können. .In today's modern power generation plants, such as. B. gas turbine plants, the efficiency plays an important role because it can reduce the cost of operating the gas turbine plants. ,
Die Möglichkeit, den Wirkungsgrad zu erhöhen und damit die Betriebskosten zu reduzieren besteht darin, Einlasstempera- turen eines Verbrennungsgases innerhalb einer Gasturbine zu erhöhen.The possibility of increasing the efficiency and thus reducing the operating costs is to increase the inlet temperatures of a combustion gas within a gas turbine.
Aus diesem Grund wurden keramische Wärmedämmschichten entwickelt, die auf thermisch belasteten Bauteilen, beispiels- weise aus Superlegierungen, aufgebracht werden, die alleine den hohen Einlasstemperaturen auf Dauer nicht mehr standhalten könnten.For this reason, ceramic thermal barrier coatings have been developed that are applied to thermally stressed components, such as superalloys, that alone could no longer withstand the high inlet temperatures in the long run.
Die keramische Wärmedämmschicht bietet den Vorteil einer hohen Temperaturresistenz aufgrund ihrer keramischen Eigenschaften und das metallische Substrat den Vorteil der guten mechanischen Eigenschaften in diesem Verbund- oder Schichtsystem. Typischerweise ist zwischen dem Substrat in der keramischen Wärmedämmschicht eine Haftvermittlungsschicht mit der Zusammensetzung MCrAlY (Hauptbestandteile) aufgebracht, wobei M bedeutet, dass ein Metall aus der Gruppe Nickel, Chrom oder Eisen verwendet wird.The ceramic thermal barrier coating offers the advantage of high temperature resistance due to its ceramic properties and the metallic substrate the advantage of the good mechanical properties in this composite or layer system. Typically, an adhesion-promoting layer with the composition MCrAlY (main components) is applied between the substrate in the ceramic thermal barrier coating, where M means that a metal from the group consisting of nickel, chromium or iron is used.
Die Zusammensetzung dieser MCrAlY-Schichten kann variieren, jedoch unterliegen alle MCrAlY-Schichten trotz der aufliegenden Keramikschicht einer Korrosion durch Oxidation, Sulfi- dation oder anderen chemischen und/oder mechanischen Angriffen.The composition of these MCrAlY layers can vary, however, all MCrAlY layers are subject to corrosion by oxidation, sulfite dation or other chemical and / or mechanical attacks.
Die MCrAlY-Schicht degradiert dabei häufig in einem stärkeren Maße als das metallische Substrat (bspw. Ni-, Co basierteThe MCrAlY layer often degrades to a greater extent than the metallic substrate (e.g. Ni, Co based
Superlegierung) , d.h. dass die Lebensdauer des Verbundsystems aus Substrat und Schicht bestimmt wird durch die Lebensdauer der MCrAlY-Schicht.Superalloy), i.e. that the lifespan of the composite system of substrate and layer is determined by the lifespan of the MCrAlY layer.
Die MCrAlY-Schicht ist nach längerem Einsatz nur noch bedingt funktionstüchtig, hingegen kann das Substrat noch voll funktionstüchtig sein.The MCrAlY layer is only partially functional after a long period of use, however, the substrate can still be fully functional.
Es besteht also der Bedarf, die im Einsatz degradierten Bauteile, beispielsweise Turbinenlaufschaufeln oder -leitschau- fein oder Brennkammerteile, aufzuarbeiten, wobei die korrodierten Schichten oder Zonen der MCrAlY-Schicht oder des Substrats abgetragen werden müssen, um eventuell neue MCrAlY- Schichten oder andere Schutzschichten und/oder wiederum eine Wärmedämmschicht aufzubringen. Die Verwendung von vor- handenen, benutzten Substraten führt zu einer Kostenreduzierung beim Betrieb von Gasturbinenanlagen.There is therefore a need to recondition the components degraded in use, for example turbine blades or guide vanes or combustion chamber parts, the corroded layers or zones of the MCrAlY layer or the substrate having to be removed in order to possibly create new MCrAlY layers or other protective layers and / or in turn to apply a thermal barrier coating. The use of existing, used substrates leads to a cost reduction in the operation of gas turbine plants.
Dabei muss beachtet werden, dass das Design der Turbinenschaufel und der Leitschaufel nicht verändert wird, das heißt, dass ein gleichmäßiger Oberflächenabtrag vom Material erfolgt. Weiterhin dürfen keine Korrosionsprodukte zurückbleiben, die bei einer Neubeschichtung mit einer MCrAlY-Schicht und/oder einer anderen Schutzschicht und/oder einer keramischen Wärmedämmschicht eine Fehlerquelle bilden oder zu einer schlechten Haftung dieser Schichten führen würden .It should be noted that the design of the turbine blade and the guide blade is not changed, which means that the surface is evenly removed from the material. Furthermore, no corrosion products may remain that would form a source of error or lead to poor adhesion of these layers if the MCrAlY layer and / or another protective layer and / or a ceramic thermal insulation layer were applied again.
Die EP 759 098 Bl zeigt ein Verfahren zur Reinigung von Turbinenschaufelblättern, bei dem Kaliumhydroxid verwendet wird. Ebenso ist es Stand der Technik, korrodierte Schichten durch Säurestrippen zu entfernen, wie es aus der US-PS 5,944,909 bekannt ist.EP 759 098 B1 shows a method for cleaning turbine airfoils, in which potassium hydroxide is used. It is also prior art to remove corroded layers by acid stripping, as is known from US Pat. No. 5,944,909.
Die bekannten Verfahren führen oft zu keinem oder zu einem ungleichmäßigen Abtrag und sind auch sehr zeitintensiv.The known methods often lead to no or uneven removal and are also very time-consuming.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, dieses Problem zu überwinden.It is therefore an object of the invention to overcome this problem.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem vor einer Säurebehandlung eine Behandlung des Bauteils in einem Salzbad erfolgt.The object is achieved by a method according to claim 1, in which the component is treated in a salt bath before an acid treatment.
Weitere vorteilhafte Verfahrensschritte sind in den ünteran- Sprüchen aufgelistet.Further advantageous process steps are listed in the sub-claims.
Es zeigenShow it
Figur 1 ein Bauteil,FIG. 1 shows a component,
Figur 2 ein Schichtsystem,FIG. 2 shows a layer system,
Figur 3 eine Vorrichtung, um das erfindungsgemässe Verfahren durchzuführen, und3 shows a device for carrying out the method according to the invention, and
Figur 4 ein mit dem erfindungsgemäßen Verfahren behandeltes Bauteil.Figure 4 is a component treated with the inventive method.
Figur 1 zeigt ein Bauteil 1, das mit dem erfindungsgemässen Verfahren behandelt werden soll.FIG. 1 shows a component 1 which is to be treated with the method according to the invention.
Das Bauteil 1, das bspw. aus Metall oder einer Metalllegierung besteht, weist einen Oberflächenbereich 10 auf, der bspw. durch Korrosion, Oxidation oder in sonstiger Art und Weise degradiert ist und entfernt werden soll. Der Oberflächenbereich 10 besteht bspw. aus einem Oxid, das bei hohen Temperaturen entstanden ist. Ebenso können auch nicht degradierte Bereiche durch das erfindungsgemässe Verfahren entfernt werden.The component 1, which consists for example of metal or a metal alloy, has a surface area 10 which is degraded, for example by corrosion, oxidation or in some other way, and is to be removed. The surface area 10 consists, for example, of an oxide that was formed at high temperatures. Areas not degraded can also be removed by the method according to the invention.
Figur 2 zeigt ein weiteres Bauteil 1, das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt werden kann.FIG. 2 shows a further component 1 that can be treated with the method according to the invention.
Das Bauteil 1 besteht aus einem Substrat 4 (z. B. Nickel-, Kobalt-basierte Superlegierung) und einer Schicht 7 (z. B. MCrAlY) , die degradiert ist und mit dem erfindungsgemäßen Verfahren entfernt werden soll.The component 1 consists of a substrate 4 (e.g. nickel, cobalt-based superalloy) and a layer 7 (e.g. MCrAlY) which is degraded and is to be removed using the method according to the invention.
Ebenso kann auch das Substrat 4 degradiert sein, wobei die degradierten Bereiche des Substrats 4 dann bspw. ebenfalls mit entfernt werden.Likewise, the substrate 4 can also be degraded, the degraded regions of the substrate 4 then also being removed, for example.
Bspw. in einem ersten Verfahrensschritt kann durch grobes mechanisches Vorreinigen, wie z.B. Sandstrahlen oder Strömungsschleifen ein erster Abtrag der zu entfernenden Schichtbereiche 7, 10 und/oder auch einer keramischen Wärmedämmschicht, die über der Schicht 7 angeordnet ist, erfolgen.For example. in a first process step, rough mechanical pre-cleaning, e.g. Sandblasting or flow grinding a first removal of the layer regions 7, 10 to be removed and / or also a ceramic thermal insulation layer which is arranged above the layer 7 takes place.
Die Behandlung mit Sandstrahlen und/oder Strömungsschleifen kann auch zwischen oder nach den einzelnen Salz- und Säurebehandlungen oder am Ende erfolgen.The treatment with sandblasting and / or flow grinding can also take place between or after the individual salt and acid treatments or at the end.
Dann erfolgt eine Behandlung des Bauteils 1, insbesondere der zu entfernenden Schichtbereiche 7, 10 in einem flüssigen Salzbad (Schmelze), in das zumindest die Bereiche 7, 10 des Bauteils 1 eingetaucht werden. Unter dem Begriff Salze werden bspw. u.a. Verbindungen aus Metall (Metallion) und Säurerest (Säure weniger ein Wasserstoffion) also bspw. NaHC03, Na2C03, CaC03 .. und/oder Basenrest verstanden.The component 1, in particular the layer regions 7, 10 to be removed, is then treated in a liquid salt bath (melt) into which at least the regions 7, 10 of the component 1 are immersed. The term salts is understood to mean, for example, compounds of metal (metal ion) and acid residue (acid less than a hydrogen ion), for example NaHC0 3 , Na 2 C0 3 , CaC0 3 .. and / or base residue.
Die Verwendung einer solchen Verbindung für das Salzbad setzt voraus, dass es zu einem chemischen Angriff des Salzes auf das Bauteil 1 kommt. Es kann auch das gesamte Bauteil 1, eventuell mit einer Maskierung versehen, in das Salzbad eingetaucht werden.The use of such a compound for the salt bath presupposes that the salt is chemically attacked on the component 1. The entire component 1, possibly provided with a mask, can also be immersed in the salt bath.
Das Salzbad besteht beispielsweise aus Natriumhydroxid (NaOH) oder Kaliumhydroxid (KOH) (also bspw. ein Schmelzbad, d.h. flüssig bei höheren Temperaturen als Raumtemperatur) . Beide Salze können auch zusammen verwendet werden und weisen dann insbesondere ein Mischungsverhältnis von 50 zu 50 Volumenprozent auf. Weitere Salzbäder sind denkbar.The salt bath consists, for example, of sodium hydroxide (NaOH) or potassium hydroxide (KOH) (e.g. a molten bath, i.e. liquid at temperatures higher than room temperature). Both salts can also be used together and then in particular have a mixing ratio of 50 to 50 percent by volume. Further salt baths are conceivable.
Ebenso kann bspw. auch Natriumoxid (Na02) obigen Salzen als Sauerstofflieferant hinzugefügt werden, das den chemischen Angriff auf die zu entfernenden Bereiche verstärkt. Weitere Sauerstofflieferanten sind denkbar, wie z.B. eine Sauerstoffzufuhr, Oxide oder Metalloxide.Likewise, sodium oxide (Na0 2 ) above salts can also be added, for example, as an oxygen supplier, which increases the chemical attack on the areas to be removed. Other oxygen suppliers are conceivable, such as an oxygen supply, oxides or metal oxides.
Es können auch Behandlungen des Bauteils 1 in verschiedenen Salzbädern hintereinander vorgenommen werden.Treatments of component 1 in different salt baths can also be carried out in succession.
Beispielsweise nach einer, bspw. nach jeder, Behandlung im Salzbad erfolgt eine Wässerung und/oder Trocknung. Hierbei werden bspw. die Temperaturunterschiede zwischen Salzbad und dem Wässerungsmedium für einen Thermoschock verwendet, der den zu entfernenden Schichtbereich durch Rissbildung mechanisch schwächt.For example, after one, for example after each, treatment in a salt bath, washing and / or drying takes place. Here, for example, the temperature differences between the salt bath and the washing medium are used for a thermal shock, which mechanically weakens the layer area to be removed due to crack formation.
Nach der zumindest einen Salzbadbehandlung erfolgt eine Säurebehandlung in einem zumindest ersten Säurebad, das aus einer Säure oder einem Säuregemisch besteht.After the at least one salt bath treatment, an acid treatment is carried out in an at least first acid bath, which consists of an acid or an acid mixture.
Dabei wird in einem ersten Schritt eine Säurebehandlung beispielsweise mit Salpetersäure HN03 und/oder Phosphorsäure H3P04 durchgeführt. Weitere Säuren (z.B. Schwefelsäure, schweflige, sapeltrige Säure, Kohlensäure, Flußsäure, .... ) und/oder Säuregemische sind denkbar und sind auf das jeweilige Salzbad abgestimmt. Nach einer möglichen weiteren Wässerung und Trocknung erfolgt bspw. noch eine zumindest einmalige Behandlung mit Salzsäure HC1 als zweites Säurebad.In a first step, an acid treatment is carried out, for example, with nitric acid HN0 3 and / or phosphoric acid H 3 P0 4 . Other acids (eg sulfuric acid, sulfurous, sapletous acid, carbonic acid, hydrofluoric acid, ...) and / or acid mixtures are conceivable and are tailored to the respective salt bath. After further washing and drying, for example, treatment with hydrochloric acid HC1 as a second acid bath is carried out at least once.
Weitere Säuren für das eventuelle zweite Säurebad sind denkbar, jedoch unterscheiden die sich von den Säuren des ersten Säurebads .Other acids for the eventual second acid bath are conceivable, but they differ from the acids of the first acid bath.
Beispielsweise nach einer, bspw. nach jeder, Behandlung mit Säure erfolgt eine Wässerung und/oder Trocknung.For example, after, for example, after each treatment with acid, watering and / or drying takes place.
Die einzelnen Behandlungsschritte, bei dem das Bauteil mit dem Salzbad oder den verschiedenen Säuren in Kontakt kommt, sowie das Wässern und Trocknen können jeweils für sich mehrfach wiederholt werden.The individual treatment steps in which the component comes into contact with the salt bath or the various acids, as well as the washing and drying, can each be repeated several times.
Figur 3 zeigt eine Vorrichtung 22, mit dem das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann. Die Vorrichtung 22 besteht aus einem Behälter 19, in dem ein flüssiges Salz bzw. Salzgemisch oder eine Säure vorhanden ist.FIG. 3 shows a device 22 with which the method according to the invention can be carried out. The device 22 consists of a container 19 in which a liquid salt or salt mixture or an acid is present.
In diese Flüssigkeit wird das Bauteil 1 eingetaucht. Das Verfahren kann verkürzt bzw. verbessert werden, wenn eine Ultraschallsonde 16 in dem Bad 13 vorhanden ist und betrieben wird.The component 1 is immersed in this liquid. The method can be shortened or improved if an ultrasound probe 16 is present in the bath 13 and is operated.
Figur 4 zeigt ein Bauteil 1, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt worden ist. Das Bauteil 1 weist keine korrodierten Bereiche mehr auf. Im Folgenden sind beispielhafte Behandlungsabfolgen aufgelistet :FIG. 4 shows a component 1 which has been treated by the method according to the invention. Component 1 no longer has any corroded areas. Exemplary treatment sequences are listed below:
1. Strömungsschleifen 2. Salzbad oder Salzgemischbad für 1,0 Stunde,1. flow grinding 2. salt bath or mixed salt bath for 1.0 hour,
3. Phosphorsäurebad für 1,0 Stunde,3. phosphoric acid bath for 1.0 hour,
4. Sandstrahlen4. Sandblasting
5. Salzsäurebad für 1,5 Stunden,5. hydrochloric acid bath for 1.5 hours,
6. Wässerung und/oder Trocknung 7. Salzsäurebad für 1,5 Stunden,6. washing and / or drying 7. hydrochloric acid bath for 1.5 hours,
8. Ultraschallreinigung mit Komplexbildner8. Ultrasonic cleaning with complexing agent
1. Sandstrahlen 2. Salzbad für 1,0 Stunde,1. sandblasting 2. salt bath for 1.0 hour,
3. PhosphorSäurebad für 1,0 Stunde,3. phosphoric acid bath for 1.0 hour,
4. Strömungsschleifen4. Flow loops
5. Salzsäurebad für 2,0 Stunden,5. hydrochloric acid bath for 2.0 hours,
6. Wässerung und/oder Trocknung 7. Salzsäurebad für 2,0 Stunden,6. washing and / or drying 7. hydrochloric acid bath for 2.0 hours,
8. Ultraschallreinigung mit Komplexbildner8. Ultrasonic cleaning with complexing agent
1. Sandstrahlen 2. Salzbad für 1,0 Stunde,1. sandblasting 2. salt bath for 1.0 hour,
3. Phosphorsäurebad für 1,0 Stunde,3. phosphoric acid bath for 1.0 hour,
4. Strömungsschleifen4. Flow loops
5. Ultraschallreinigung mit Komplexbildner5. Ultrasonic cleaning with complexing agent
6. Salzsäurebad für 2,0 Stunden, 9. Wässerung und/oder Trocknung6. hydrochloric acid bath for 2.0 hours, 9. washing and / or drying
7. Salzsäurebad für 2,0 Stunden7. Hydrochloric acid bath for 2.0 hours
1. Salzbad für 1,0 Stunde,1. salt bath for 1.0 hour,
2. Phosphorsäurebad für 1,0 Stunde, 1. Salzbad2. phosphoric acid bath for 1.0 hour, 1. Salt bath
2. Phosphorsäurebad2. phosphoric acid bath
3. Wässerung3. Watering
4. Phosphorsäurebad4. phosphoric acid bath
1. Sandstrahlen1. Sandblasting
2. Salzbad für 1,0 Stunde,2. salt bath for 1.0 hour,
3. Phosphor/Salpetersäurebad für 1,0 Stunde3. Phosphorus / nitric acid bath for 1.0 hour
1. Sandstrahlen1. Sandblasting
2. Salzbad für 1,0 Stunde,2. salt bath for 1.0 hour,
3. Phosphor/Salpetersäurebad für 1,0 Stunde 4. Salzsäurebad3. Phosphorus / nitric acid bath for 1.0 hour 4. Hydrochloric acid bath
1. Sandstrahlen1. Sandblasting
2. Salzbad für 1,0 Stunde, 3. Phosphorsäurebad für 1,0 Stunde 4. Salzsäurebad2nd salt bath for 1.0 hour, 3rd phosphoric acid bath for 1.0 hour 4th hydrochloric acid bath
1. Sandstrahlen 2. Salzbad für 1,0 Stunde,1. sandblasting 2. salt bath for 1.0 hour,
3. Salpetersäurebad für 1,0 Stunde3. Nitric acid bath for 1.0 hour
4. Salzsäurebad4. Hydrochloric acid bath
Das Strömungsschleifen (siehe dazu DE 199 02 422A1) eignet sich besonders für Bauteile 1, insbesondere für Schaufeln von Turbinen, mit Innenräumen, bei denen degradierte Bereiche im Innenraum vorhanden sind.Flow grinding (see also DE 199 02 422A1) is particularly suitable for components 1, in particular for blades of turbines, with interior spaces in which degraded areas are present in the interior.
Außenbereiche werden vorzugsweise sandgestrahlt, wobei dort bspw. Korund verwendet wird. Dabei uss insbesondere der maximale Strahldruck und die Partikelgröße des Strahlguts eingestellt werden, um das Substrat nicht zu schädigen.Outside areas are preferably sandblasted, using, for example, corundum. In particular, the maximum blasting pressure and the particle size of the blasting material must be set so as not to damage the substrate.
Für das Salzbad wird vorzugsweise ein Salz der Firma Degussa verwendet, das mit dem Handelsnamen DUFERRIT RS DGS vertrieben wird.A salt from Degussa, which is marketed under the trade name DUFERRIT RS DGS, is preferably used for the salt bath.
Oxide des Bauteils, die dem Salzbad ausgesetzt werden, transformieren sich in oxidreichere Verbindungen, die besser säu- relöslich sind.Oxides of the component that are exposed to the salt bath are transformed into more oxide-rich compounds that are more acid-soluble.
Die Ausdehnungskoeffizienten von Oxiden und Metallen sind i.a. unterschiedlich. Durch die Umsetzung der Bauteile 1 von einem warmen Salzbad in ein Abschreckwasserbad wird ein Thermoschock verursacht, der Risse in dem zu entfernenden Bereich (7,11) erzeugt und diesen mechanisch schwächt bspw. durch Vergrösserung der Angriffsflächen für Salz und/oder Säure. Dieser Thermoschock wird als zusätzliche Wirkung bei der Reinigung eingesetzt.The coefficients of expansion of oxides and metals are generally differently. Moving the components 1 from a warm salt bath into a quenching water bath causes a thermal shock, which creates cracks in the area (7, 11) to be removed and weakens it mechanically, for example by increasing the attack surfaces for salt and / or acid. This thermal shock is used as an additional effect when cleaning.
Bei der Abschreckbehandlung ist darauf zu achten, dass ein gewisser Temperaturgradient im Bauteil nicht überschritten wird, damit keine Risse im Substrat oder Bauteil erzeugt werden.During the quenching treatment, care must be taken that a certain temperature gradient in the component is not exceeded so that no cracks are generated in the substrate or component.
Als Komplexbildner wird Diammonium EDTA verwendet. Der Komplexbildner kann Metalle binden, wodurch diese entfernt werden. Die Behandlung mit dem Komplexbildner kann zwischen, vor oder nach den einzelnen Salz- und Säurebehandlungen erfolgen.Diammonium EDTA is used as the complexing agent. The complexing agent can bind metals, thereby removing them. The treatment with the complexing agent can take place between, before or after the individual salt and acid treatments.
Auch hier kann ebenso eine Ultraschallsonde 16 in dem Bad 13 mit dem Komplexbildner benutzt werden, um das Verfahren zu beschleunigen. Here too, an ultrasound probe 16 can also be used in the bath 13 with the complexing agent in order to accelerate the process.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Entfernen eines Schichtbereichs (7,10) eines Bauteils (1) , bei dem Säure verwendet wird,1. Method for removing a layer region (7, 10) of a component (1) in which acid is used,
da dur ch g e kenn z e i chne t , dassI know that
das Bauteil (1) zuerst in zumindest einem Salzbad (13) behandelt wird, und dann in einem weiteren Verfahrensschritt zumindest einmal mit zumindest einer ersten Säure oder zumindest einem ersten Säuregemisch behandelt wird, wobei das Bauteil (1) in einem Zwischen- oder Endschritt mit einem Komplexbildner behandelt wird.the component (1) is first treated in at least one salt bath (13) and then in a further process step is treated at least once with at least one first acid or at least one first acid mixture, the component (1) being treated in an intermediate or final step a complexing agent is treated.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadur c h ge kenn z e i chne t , dass2. The method according to claim 1, characterized by the fact that
für das Salzbad (13) Natriumhydroxid (NaOH) und/oder Kaliumhydroxid (KOH) verwendet wird.for the salt bath (13) sodium hydroxide (NaOH) and / or potassium hydroxide (KOH) is used.
3. Verfahren nach Anspruch 2, da dur ch ge kenn z e i chne t , dass3. The method according to claim 2, since it is characterized by that
für das Salzbad (13) Kaliumhydroxid und Natriumhydroxid in einem Mischungsverhältnis von 1 zu 1 (vol%) verwendet wird.for the salt bath (13) potassium hydroxide and sodium hydroxide in a mixing ratio of 1 to 1 (vol%) is used.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadur c h ge kenn z e i chne t , dass4. The method according to claim 1, characterized by the fact that
als Säure für das zumindest erste Säurebad (13) Salpetersäure (HN03) oder Phosphorsäure (H3P04) oder eine Mischung daraus verwendet wird.as acid for the at least first acid bath (13) nitric acid (HN0 3 ) or phosphoric acid (H 3 P0 4 ) or one Mixture of these is used.
5. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass5. The method of claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that
zwei verschiedene Säurebäder (13) verwendet werden.two different acid baths (13) can be used.
6. Verfahren nach Anspruch 1, d a du r c h g e ke nn z e i c hn e t , dass6. The method of claim 1, d a du r c h g e ke nn z e i c hn e t that
als Säure für das zweite Säurebad (13) Salzsäure (HCl) verwendet wird.hydrochloric acid (HCl) is used as the acid for the second acid bath (13).
7. Verfahren nach Anspruch 5, d a du r c h g e k e nn z e i c h n e t , dass7. The method of claim 5, d a du r c h g e k e nn z e i c h n e t that
zuerst Salpetersäure (HN03) oder Phosphorsäure (H3P04) oder eine Mischung daraus, und dann Salzsäure (HCl) verwendet wird.first nitric acid (HN0 3 ) or phosphoric acid (H 3 P0 4 ) or a mixture thereof, and then hydrochloric acid (HCl) is used.
8. Verfahren nach Anspruch 1, d a du r c h g e k e nn z e i c h n e t , dass8. The method of claim 1, d a du r c h g e k e nn z e i c h n e t that
eine Ultraschallsonde (16) in dem Bad (13) verwendet wird, um das Verfahren zu beschleunigen. an ultrasound probe (16) is used in the bath (13) to accelerate the process.
. Verfahren nach Anspruch 1, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass, A method according to claim 1, d a d r c h g e k e n n z e i c h n e t that
vor der Behandlung des Bauteils (1) im Salzbad (13) und/oder nach der Behandlung im Salzbad (13) und/oder nach der ersten Säurebehandlung und/oder nach einer weiteren Säurebehandlung das Bauteil (1) mit dem zu entfernenden Schichtbereich (7,10) sandgestrahlt wird oder ein Strömungsschleifen mit dem Bauteil (1) durchgeführt wird.Before the component (1) is treated in the salt bath (13) and / or after the treatment in the salt bath (13) and / or after the first acid treatment and / or after a further acid treatment, the component (1) with the layer region (7 , 10) is sandblasted or a flow grinding is carried out with the component (1).
10. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass10. The method of claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that
dem Salzbad zumindest ein Sauerstofflieferant hinzugefügt wird.at least one oxygen supplier is added to the salt bath.
11. Verfahren nach Anspruch 10, d a du r c h g e k e n n z e i c hn e t , dass11. The method according to claim 10, d a du r c h g e k e n n z e i c hn e t that
der zumindest eine Sauerstofflieferant ein Oxid ist.the at least one oxygen supplier is an oxide.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass12. The method according to claim 10 or 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that
der zumindest eine Sauerstofflieferant ein Metalloxid ist,at least one oxygen supplier is a metal oxide,
13. Verfahren nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass13. The method according to claim 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that
das Metalloxid Natriumoxid (Na02) ist. the metal oxide is sodium oxide (Na0 2 ).
4. Verfahren nach Anspruch 1, da du r ch ge ke nn z e i chne t , dass4. The method of claim 1, since you r ch ge knn z e ichne t that
in zumindest einem Zwischenschritt eine Wässerung und/oder Trocknung des Bauteils (1) durchgeführt wird. in at least one intermediate step, the component (1) is washed and / or dried.
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